W poprzedniej części tekstu opisałem charakterystykę leptyny. Grelina jest jej przeciwieństwem, a może precyzyjniej byłoby napisać: uzupełnieniem. Kolejny raz mamy do czynienia z 28 aminokwasowym peptydem którego rola jest złożona, niejednoznaczna i czasem trudna do interpretacji. Grelina została odkryta w 1999 roku jako ligand GHS-R1a (ligand dla receptora dla hormonu uwalniającego hormon wzrostu). Receptor greliny (GHS-R) został odkryty w 1996 r. [5] Ma to doniosłe znaczenie gdyż od razu znaleziono środki mogące mniejszym kosztem (w porównaniu do rhGH, rekombinowanego genetycznie ludzkiego hormonu wzrostu) wpływać na uwalnianie hormonu wzrostu u człowieka (i pośrednio wpływające na poziom IGF-1). GHRP to grupa syntetycznych peptydów, analogów greliny, uwalniających ludzki hormon wzrostu (ang. growth hormone-releasing peptide GHRP). Oczywiście, zabroniono ich stosowania u sportowców (regulacje WADA). Około 60–70% greliny występującej we krwi jest uwalnia­na z komórek okładzinowych (tzw. X/A-like cells) trzonu i dna żołądka ściśle połączonych z siecią naczyń włosowa­tych. [5] Odnaleziono również komórki epsilon wysepek Langerhansa wytwarzające grelinę. A to świadczy o tym, iż grelina uczestniczy w regulacji homeostazy glukozy i ma wpływ na insulinę (komórki beta wysepek Langerhansa wytwarzają insulinę, z kolei glukagon jest hormonem o działaniu przeciwstawnym do insuliny, produkowanym przez komórki A, zlokalizowane głównie w trzonie i ogonie trzustki). [21,22]

grelina

Receptory dla greliny:

  • GHSR-1a – ekspresja głównie w mózgu, jajnikach i jądrach.
  • GHSR-1b ekspresja zachodzi w skórze, wątrobie, płucach, śledzionie oraz nerkach. [9]

Wg innych danych: receptory GHS-Rs występują w ośrodkowym ukła­dzie nerwowym (podwzgórze, przysadka mózgowa, pień mózgu), a także w miokardium, przewodzie pokarmowym, tkance tłuszczowej, wątrobie, nerkach, łożysku i limfocy­tach T. [5; 10-12]

Acylowana (ang. acylated) grelina ma przyłączoną grupę okta­nylową do seryny w pozycji trzeciej łańcucha peptydowe­go, znanych jest także kilka innych form greliny m.in. desacylowana grelina (ang. unacylated ghrelin) czy des-Gln14grelina.

We krwi okres półtrwania wynosi: [13]

  • dla acylowanej greliny 10 minut,,
  • dla deacylowanej greliny więcej niż 35 minut,

Acylowana grelina wywołuje efekt pobudzania apetytu poprzez:

  • aktywację NPY (neuropeptyd Y) oraz AgRP (peptyd pochodzący od agouti), wpływają one na zwiększenie łaknienia.
  • inhibicję POMC (proopiomelanokortyny) oraz peptydu pokrewnego kokainie i amfetaminie (CART ang. cocaine- and amphetamine-regulated transcript). POMC oraz CART

Oddziaływanie odnotowuje się w rejonie jądra łukowatego podwzgórza. [15-20]

Grelina: [5,6]

  • bezpośrednio (wiążąc się z receptorem GHS-R) aktywuje wydzielanie hormonu wzrostu,
  • pośrednio zwiększa wydzielanie GH: wytwarzana miejscowo w jądrze łukowatym podwzgórza, aktywuje transport GHRH do przedniego płata przysadki (co wpływa na sekrecję hormonu wzrostu),
  • GH uwolniony pod wpływem greliny działa na serce bezpośrednio lub pośrednio powodując zwiększenie stężenia insulinopodobnego czynnika wzrostu IGF-1 (insulin-like growth factor).
  • nasila lipolizę, stymuluje insulinoporność (działanie GH),
  • wpływa na zmniejszenie wydzielania insuliny, choć niektóre badania przynoszą odwrotne wyniki, [23]
  • stymuluje między innymi wydzielanie prolaktyny, adrenokortykotropiny, hormonu luteinizującego, wpływa na procesy steroidogenezy i na metabolizm węglowodanów.
  • zwiększa apetyt i powoduje wzrost masy ciała,
  • powoduje wzrost frakcji wyrzutowej, co zwiększa wydolność mięśnia sercowego,
  • hamuje apoptozę kardiomiocytów i komórek śródbłonka,
  • powoduje wzrost stężenia tlenku azotu w komórkach śródbłonka przez co m.in. reguluje napięcie naczyń krwionośnych i ciśnienie tętnicze krwi, hamuje agregację płytek krwi i leukocytów w obwodowym układzie nerwowym działa jak neuroprzekaźnik i wpływa na motorykę przewodu pokarmowego,

Mechanizmy głodu i sytości

W regulacji łaknienia uczestniczą dwa antagonistycznie działające ośrodki pokarmowe:

  • ośrodek głodu znajdujący się w jądrach obszaru bocznego podwzgórza (LHA, lateral hypothalamic area)
  • ośrodek sytości znajdujący się w jądrach przykomorowych (NPV, nucleus paraventricularis) [3]

Mechanizmy głodu i sytości

  • grelina oraz oreksyna => neurony => neuropeptyd Y (NPY) oraz  peptyd pochodzący od agouti (AgRP, agouti-related peptide) => ośrodek głodu – wzrost łaknienia
  • cholecystokinina (CCK) / peptyd YY (PYY) / peptyd glukagonopodobny-1 (GLP-1, glucagon-like peptide-1) => neurony => uwolnienie POMC (proopiomelanokortyny) oraz α-MSH w ośrodku sytości, spadek łaknienia

Należy dodać iż uwalniania z komórek tłuszczowych leptyna (polipeptyd) działa antagonistycznie w stosunku do greliny, może służyć jako krótkoterminowy bodziec mówiący o sytości. [4]

Pobudzanie apetytu:

  • grelina (hamuje aktywację POMC, zwiększa uwalnianie NPY),
  • oreksyna (A i B),
  • neuropeptyd Y (antagonista leptyny), [2]
  • AgRP (ang. agouti-related peptide) – peptyd pochodzący od agouti)
  • endokannabinoidy => poprzez receptory CB1 podwzgórza,
  • QRFP-43 (Peptyd amidowy) [6]

Hamowanie apetytu:

  • leptyna (wg niektórych teorii leptyna jest inhibitorem wydzielania hormonu wzrostu/GH – jednakże inne badania tego nie potwierdzają) [7],
  • insulina,
  • CCK (cholecystokinina),
  • PYY (peptyd YY, zmniejsza działanie greliny),
  • GLP-1 (peptyd glukagonopodobny-1),
  • POMC (proopiomelanokortyna) => receptory melanokortyny,
  • α-MSH (ang. α-melanotropin stimulating hormone).
  • Ksenina? (wymaga dalszych badań) [3]

Duże ilości węglowodanów powodują patologiczne reakcje organizmu

W normalnych warunkach: stężenie greliny maleje po spożyciu posiłku oraz rośnie w okresie głodu (oraz przed kolejnym posiłkiem). Niestety, w obecnym świecie pełnym węglowodanów wiele osób sięga po wysokowęglowodanowe posiłki prawie pozbawione białka, często bogate w tłuszcze. Taka „kaloryczna bomba” zaburza funkcjonowanie układu hormonalnego (np. insuliny, greliny, leptyny).

W badaniach z 2012 r. [8] wykazano, iż po posiłku wysoko węglowodanowym (450 kcal, 12 g protein, 100,5 g węglowodanów) obserwuje się zaburzone wydzielanie greliny (podobnie było w przypadku leptyny). Wspomniany posiłek spowodował wzrost wydzielania greliny (30 i 60 minut po posiłku). Spadek ilości peptydu nastąpił dopiero po 120 minutach. Z kolei po 180 minutach odnotowano znaczny wzrost ilości greliny, a po 240 minutach zaobserwowano silny wzrost ilości greliny. Czyli mamy do czynienia z silnym zaburzeniem, a wydzielanie greliny było odwrotne, niż w normalnych warunkach. Najdobitniej pokazują to dane ze spożycia posiłku o bardziej zbilansowanym składzie.

Po posiłku mieszanym, „zróżnicowanym” (51.1 g węglowodanów + 12.6 g tłuszczu + 36 g protein):

  • już po 60 minutach obserwowano wzrost stężenia leptyny u badanych mężczyzn (wskaźnik sytości),
  • już po 60 minutach obserwowano spadek ilości greliny (w 30, 60, 120 i 180 minucie od posiłku mieszanego obserwowano wyraźny spadek ilości greliny = mniejsze łaknienie),
  • wzrost ilości greliny odnotowano dopiero po 240 minutach po posiłku (dla posiłku składającego się prawie z samych węglowodanów już po 30 minutach stężenie greliny rosło => „wilczy apetyt”),

To pokazuje, czemu spożywanie (prawie) samych węglowodanów wyrządza krzywdę organizmowi. Niewielka domieszka protein nie może naprawić skutków spożycia węglowodanowej „bomby”. Względnie bezpieczna okazała się podaż 51.1 g węglowodanów.

Jak ograniczyć szkodliwy wpływ pożywienia na estetykę sylwetki?

Nie należy „zalewać” ciała zbędnymi węglowodanami (mono i dwucukrami), szczególnie w dni nietreningowe (i jednorazowo w dawce większej niż 50 g cukrów). Na większy wyjątek od reguły mogą pozwolić sobie osoby bardzo aktywne fizycznie (6-7 treningów tygodniowo, szczególnie objętościowych), mające niski poziom tkanki tłuszczowej oraz dużą beztłuszczową masę ciała (mięśnie). Jednak i tak nie zalecam konsumpcji znacznych ilości glukozy, fruktozy, dekstrozy, laktozy, maltozy, sacharozy czy syropu glukozowo-fruktozowego – szczególnie, jeśli nie jest to okres bezpośrednio po intensywnym treningu siłowym lub  interwałowym. Im masz większy problem z tkanką tłuszczową tym większy nacisk powinieneś położyć na restrykcję węglowodanów, szczególnie cukru stołowego (białego, brązowego), miodu czy słodyczy (sięgałbym raczej po węglowodany złożone). Bardzo obiecujące są w tym kontekście wyniki diet o niskiej lub ekstremalnie niskiej zawartości węglowodanów (np. VLCKD).

Referencje:

1.I. DOSTÁLOVÁ, M. HALUZÍK The Role of Ghrelin in the Regulation of Food Intake in Patients with Obesity and Anorexia Nervosa

2.Zbigniew Kasprzak “zmiany stężenia wybranych hormonów u młodzieży z otyłością prostą pod wpływem diety i wysiłku fizycznego” http://www.wbc.poznan.pl/Content/17517/index.html

3.Marcin Nylec, Magdalena Olszanecka-Glinianowicz "Mało znane nowe ogniwa regulacji poboru pokarmu" Postepy Hig Med Dosw (online), 2010; 64: 291-295

4.Stanisław Konturek “Fizjologia człowieka”

5.Beata Polińska, Joanna Matowicka-Karna, Halina Kemona Rola greliny w organizmie The role of ghrelin in the organism

6.Michał Możdżan, Jan Ruxer, Jerzy Loba „Grelina — hormon o wielokierunkowym działaniu” Klinika Diabetologii i Chorób Metabolicznych I.M.W. Uniwersytetu Medycznego w Łodzi https://journals.viamedica.pl/diabetologia_kliniczna/article/view/8620

7.Ozata M1, Dieguez C, Casanueva FF. „The inhibition of growth hormone secretion presented in obesity is not mediated by the high leptin levels: a study in human leptin deficiency patients”.

8.Magdalena Waszczeniuk, Edyta Adamska, Joanna Gościk, Agnieszka Nikołaju, Adam Krętowski, Maria Górska2, Lucyna Ostrowska „Ocena metabolicznych i hormonalnych następstw spożycia posiłków o różnej zawartości węglowodanów (badania wstępne)”  https://journals.viamedica.pl/eoizpm/article/viewFile/25937/20747

9.Yi-Ning Chao 1,†, David Sun 2,†, Yen-Chun Peng 3 and Yuh-Lin Wu 1,* “Growth Hormone Releasing Peptide-2 Attenuation of Protein Kinase C-Induced Inflammation in Human Ovarian Granulosa Cells”

10.Ghelardoni S, Carnicelli V, Frascarelli S, Ronca-Testoni S, Zucchi R. Ghrelin tissue distribution: comparison between gene and protein expression. J Endocrinol Invest. 2006;29:115–121.

11.Raghay K, Gallego R, Scoazec JY, Garcia-Caballero T, Morel G. Different ghrelin localisation in adult human and rat endocrine pancreas. Cell Tissue Res. 2013;352:487–494.

12.Date Y, Kojima M, Hosoda H, Sawaguchi A, Mondal MS, Suganuma T, Matsukura S, Kangawa K, Nakazato M. Ghrelin, a novel growth hormone-releasing acylated peptide, is synthesized in a distinct endocrine cell type in the gastrointestinal tracts of rats and humans. Endocrinology. 2000;141:4255–4261

13.Tong J, Dave N, Mugundu GM, Davis HW, Gaylinn BD, Thorner MO, Tschöp MH, D’Alessio D, Desai PB. The pharmacokinetics of acyl, des-acyl, and total ghrelin in healthy human subjects. Eur J Endocrinol. 2013;168:821–828.

14.Wang L, Saint-Pierre DH, Taché Y. Peripheral ghrelin selectively increases Fos expression in neuropeptide Y - synthesizing neurons in mouse hypothalamic arcuate nucleus.

15.Kamegai J, Tamura H, Shimizu T, Ishii S, Sugihara H, Wakabayashi I. Central effect of ghrelin, an endogenous growth hormone secretagogue, on hypothalamic peptide gene expression. Endocrinology. 2000;141:4797–4800.

16.Hewson AK, Dickson SL. Systemic administration of ghrelin induces Fos and Egr-1 proteins in the hypothalamic arcuate nucleus of fasted and fed rats. J Neuroendocrinol. 2000;12:1047–1049.

17. Lawrence CB, Snape AC, Baudoin FM, Luckman SM. Acute central ghrelin and GH secretagogues induce feeding and activate brain appetite centers. Endocrinology. 2002;143:155–162.

18. Ishii S, Kamegai J, Tamura H, Shimizu T, Sugihara H, Oikawa S. Hypothalamic neuropeptide Y/Y1 receptor pathway activated by a reduction in circulating leptin, but not by an increase in circulating ghrelin, contributes to hyperphagia associated with triiodothyronine-induced thyrotoxicosis. Neuroendocrinology. 2003;78:321–330.

19.Kamegai J, Tamura H, Shimizu T, Ishii S, Sugihara H, Oikawa S. Regulation of the ghrelin gene: growth hormone-releasing hormone upregulates ghrelin mRNA in the pituitary. Endocrinology. 2001;142:4154–4157.

20.Shintani M, Ogawa Y, Ebihara K, Aizawa-Abe M, Miyanaga F, Takaya K, Hayashi T, Inoue G, Hosoda K, Kojima M, et al. Ghrelin, an endogenous growth hormone secretagogue, is a novel orexigenic peptide that antagonizes leptin action through the activation of hypothalamic neuropeptide Y/Y1 receptor pathway. Diabetes. 2001;50:227–232.

21.https://journals.viamedica.pl/clinical_diabetology/article/viewFile/8518/7273

22.https://journals.viamedica.pl/dk/article/viewFile/8509/7265

23.François Chabot, Alexandre Caron, Mathieu Laplante, and David H St-Pierre Interrelationships between ghrelin, insulin and glucose homeostasis: Physiological relevance https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4058737/table/T1/